1.1传统发酵技术的应用第1课时课件高二下学期生物人教版选择性必修3

生物技术与工程发酵工程基因工程重组DNA技术的基本工具传统发酵技术的运用

选择性必修3《生物技术与工程》细胞工程生物技术的安全性与伦理问题微生物的培养技术及运用动物细胞工程植物细胞工程基因工程的基本操作程序基因工程的运用蛋白质工程的原理和运用转基因产品的安全性发酵工程及其运用胚胎工程关注生殖性克隆人、禁止生物武器第1章

发酵工程人教版

选择性必修三科技探索之路：从传统发酵技术到发酵工程科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。开始向半固体发酵和液体发酵演变。手工生产向近代工业化生产方向发展。1897年用微生物生产谷氨酸获得成功，人工诱变特定微生物；酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。1957年科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究，以更加合理地控制发酵过程。20世纪80年代以后法国微生物学家巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的，从而将酵母菌与发酵联系起来。1857年利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。20世纪40年代基因工程、细胞工程等发展，发酵工程进入定向育种的新阶段。人胰岛素和干扰素大量生产。20世纪70年代以后190019401960185019801970约9000年前我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。后来还利用自然发酵或曲种传代的方法生产其他食品，如酱油、醋等。第1节

传统发酵技术的运用（第一课时）本节聚焦：什么是传统发酵技术？制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？

约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。夏禹时期，已有了关于少康（即杜康）造秫酒的传说。

人类最初可能是发现储存的水果会自然发酵变成酒，因而逐渐摸索出酿酒技术的。

酿酒技术给古代人民的生活增添了丰富的色彩。我国具有悠久的酿酒文化和历史，许多古老的酿酒工艺一直保留并延续至今。汉代砖刻上的酿酒图我国古代酿酒作坊的绘画作品一、发酵与传统发酵技术

1857年，法国的微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。

此后，人们才开始了解发酵的本质。酵母菌巴斯德一、发酵与传统发酵技术补充与回顾：必修一P79页“关于酶本质的探索”请同学们自主阅读教材P5，小组合作思考讨论完成问题。

一、发酵与传统发酵技术1.请列表比较发酵与传统发酵技术的异同。2.请思考乳腐制作的菌种是什么？原理及过程。3.每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？4.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？（1）概念:是指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_______________转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢1.发酵（fermentation）①主要材料——微生物②适宜的条件④微生物的代谢③原料⑤产物9一、发酵与传统发酵技术（1）概念:是指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_______________转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢1.发酵（fermentation）原核生物界细菌放线菌①主要材料——微生物②适宜的条件④微生物的代谢③原料⑤产物乳酸杆菌醋酸杆菌大肠杆菌原生生物界变形虫草履虫衣藻真菌界酵母菌毛霉青霉菌10蓝藻（蓝细菌）、支原体、衣原体一、发酵与传统发酵技术（1）概念:是指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_______________转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢1.发酵（fermentation）①主要材料——微生物②适宜的条件④微生物的代谢③原料⑤产物温度、pH、湿度、氧气等11同化作用（合成代谢，形成有机物贮存能量）异化作用（分解代谢，释放能量）自养（光能合成、化能合成）、异养需氧型、厌氧型、兼性厌氧型。e.g.酒精：富含糖，如高粱；酱油：富含蛋白质，如大豆一、发酵与传统发酵技术（1）概念:是指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_______________转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢1.发酵（fermentation）①主要材料——微生物②适宜的条件④微生物的代谢③原料⑤产物酒精、醋酸、氨基酸、抗生素、蛋白质（酶制剂、干扰素、胰岛素等)、微生物菌体本身12一、发酵与传统发酵技术（1）概念:（2）原理：是指人们利用_______，在_____的条件下，将原料通过_____________转化为人类所需要的产物的过程。微生物适宜微生物的代谢_____________________________________________，因此利用它们即可以生产出人们所需要的多种产物。不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力1.发酵（fermentation）13（3）类型：好氧发酵、厌氧发酵一、发酵与传统发酵技术混合菌种一、发酵与传统发酵技术直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵，制作食品的技术。(自然发酵、曲种传代）（1）概念：（2）类型：固体发酵（

）半固体发酵（

）泡菜、粮食白酒、腐乳等豆豉、酱、酱油等

2.传统发酵技术（3）实例：腐乳、泡菜、果酒果醋思考：使用酵母粉制作馒头属于传统发酵技术吗？ A.是 B.不是14（3）实例：腐乳①原料：含水量为70%的豆腐。直接利用原材料中天然存在的微生物。②参与发酵的微生物，如________、______和______等，其中起主要作用的是______。酵母菌曲霉毛霉毛霉豆腐上的白毛—毛霉匍匐菌丝直立菌丝特点：代谢类型：生殖类型：适宜温度：分布广泛,具有发达的菌丝异养需氧型孢子生殖15-18℃蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶①原料：含水量为70%的豆腐。直接利用原材料中天然存在的微生物。②参与发酵的微生物，如________、______和______等，其中起主要作用的是______。味道鲜美，易于消化吸收，又便于保存。脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶酵母菌曲霉毛霉毛霉③发酵原理：④特点：（3）实例：腐乳直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度）目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶加盐腌制目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长加卤汤瓶卤汤包括酒和香辛料酒：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；香辛料：调味，防腐杀菌密封腌制卤汤中酒的含量应控制在12%左右，过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点前期发酵后期发酵⑤操作步骤：让豆腐长出毛霉制腐乳坯含水量70%左右为宜，含水量过高不易成形，过低不利于毛霉生长问题1:每年进行同样的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道这是为什么吗？生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低等。问题2:使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？不属于；使用前一次发酵保存下来的面团进行的才算。例如：直接利用空气中毛霉孢子制作腐乳属于传统发酵技术，

若直接接种毛霉，则不属于。思考：----传统发酵技术的缺点优点：操作简单，适用于家庭式或作坊式生产，它是文化的传承。1.下列关于传统发酵技术的叙述，错误的()A.传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得D.传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题练一练2.下列关于腐乳制作原理的叙述，错误的是()A.腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子有

机物的过程B.腐乳制作中，起作用的微生物多为异养型真菌C.传统发酵利用的是天然存在的菌种，所生产食品安全性更高D.家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种练一练二、尝试制作传统发酵食品同学们自主阅读教材P6~7，小组合作思考讨论完成问题。

1.在泡菜制作过程中盐水煮沸的目的是什么？冷却的目的是什么？2.为什么泡菜坛只能装八成满？3.用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？4.发酵初期会有气泡冒出，但气泡的产生逐渐停止，试分析原因？5.泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化。二、尝试制作传统发酵食品（1）乳酸发酵：1.菌种：乳酸菌（原核生物）

乳酸链球菌（球状）

乳酸杆菌（杆状）2.发酵原理：在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶③代谢类型：①常见分类：②分布：④应用：异养厌氧型空气、土壤、植物体表、人或动物肠道乳酸链球菌、乳酸杆菌乳制品的发酵、泡菜的腌制传统发酵食品的相关菌种（2）酒精发酵：1.菌种：酵母菌（单细胞真核）2.原理：在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶在无氧条件下酵母菌能进行酒精发酵C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶③代谢类型：⑤发酵温度：②分布：⑥应用：异养兼性厌氧型（真核生物）含糖量较高的蔬菜、水果表面酿酒酵母的最适生长温度约为28℃酿酒、制作馒头和面包

果酒①常见种类：酿酒酵母④最适生长温度：18~30℃（3）醋酸发酵：1.菌种：醋酸菌（原核生物）①分布：③最适生长温度或发酵温度：④运用：2.发酵原理：当氧气、糖源充足时能将糖分解成乙酸当缺少糖源时能将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变成乙酸醋酸菌（视频）异养需氧型可用于制作各种风味的醋。30～35℃。“糖制醋”“酒制醋”C6H12O6＋2O2

2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O+能量酶酶C2H5OH

＋O2

CH3COOH（乙酸）＋H2O+能量②代谢类型：空气（一）泡菜的制作（1）原理：植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。发酵期间，乳酸不断积累，当它的质量分数为0.4%—0.8%时，泡菜的口味和品质最佳。（2）材料用具：食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其它香辛料、泡菜坛或其它密封性良好的罐子等。亚硝酸盐的含量低，营养物质丰富。如何制作传统发酵食品（放置时间太长，亚硝酸盐的含量会相对较高）

蔬菜中含有硝酸盐，但在微生物（硝酸盐还原菌）的作用下会被还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。在泡菜的腌制过程中会有亚硝酸盐产生。一般不会危害人体健康。但是，总量达到0.3～0.5g时会引起中毒；达到3g时会死亡。①亚硝酸盐

在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下，亚硝酸盐会转化为亚硝胺。亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。②亚硝胺氧化维生素C、E和酚类物质亚硝胺硝酸盐亚硝酸盐还原细菌等微生物(硝酸盐还原菌产生硝酸盐还原酶)(强致癌物)知识拓展28配制盐水蔬菜处理装坛加盐水封坛发酵过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质。杀菌、除氧泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，产生较多的CO2，防止发酵液溢出坛外；防止因太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；留有一定空间，方便拿取泡菜。将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；创造无氧环境将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；向坛盖边缘的水槽中注满水，在发酵过程中注意向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；不影响乳酸菌的生命活动用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；（3）泡菜制作步骤：发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期发酵中期发酵后期曲线模型